(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つまたはそれ以上の飲料原材料を収容するカートリッジから飲料を調整する飲料調整マシンであって、
マシンに挿入されたカートリッジから調整すべき飲料の種別を特定するためのカートリッジ認識デバイスと、
カートリッジがマシンに挿入されたときカートリッジの下流側に配置され、少なくとも開口位置、および少なくとも１つのフロー制限位置を有することにより、所定の範囲内の圧力で飲料を調整することを可能にする形態可変バルブと、
カートリッジ認識デバイスが特定した調整すべき飲料の種別に応じて、形態可変バルブの初期のバルブ位置を選択し、形態可変バルブの一連の操作を制御する制御部とを備えたことを特徴とする飲料調整マシン。
【請求項２】
形態可変バルブは、フローを阻止する閉口位置をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の飲料調整マシン。
【請求項３】
形態可変バルブは、洗浄廃液を飲料提供領域から迂回させるための洗浄位置をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の飲料調整マシン。
【請求項４】
制御部は、飲料調整サイクルの圧力および／またはフローの必要条件に応じて、飲料を調整するときの形態可変バルブのバルブ位置を変えるようにプログラムされることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の飲料調整マシン。
【請求項５】
形態可変バルブは、回転式ボールバルブであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の飲料調整マシン。
【請求項６】
形態可変バルブは、ピンチバルブであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載の飲料調整マシン。
【請求項７】
形態可変バルブのフロー制限位置により、カートリッジ内に２〜９バールの背圧、好適には２〜６バールの背圧が発生することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載の飲料調整マシン。
【請求項８】
飲料調整マシンを用いて、１つまたはそれ以上の飲料原材料を収容するカートリッジから飲料を調整する方法であって、
飲料調整マシンは、
カートリッジがマシンに挿入されたときカートリッジの下流側に配置され、飲料フローに制限を与えない少なくとも開口位置、およびフロー制限位置を有し、所定の範囲内の圧力で飲料を調整することを可能にする形態可変バルブと、
マシンに挿入されたカートリッジから調整すべき飲料の種別を特定するためのカートリッジ認識デバイスとを有し、
前記飲料調整方法は、カートリッジ認識デバイスが特定した調整すべき飲料の種別に応じて、形態可変バルブの初期のバルブ位置を選択し、形態可変バルブの一連の操作を制御するステップを有することを特徴とする飲料調整方法。
【請求項９】
飲料調整サイクル中に、形態可変バルブのバルブ位置を変更することを特徴とする請求項８に記載の飲料調整方法。
【請求項１０】
飲料調整サイクル中に、形態可変バルブのバルブ位置を、開口位置およびフロー制限位置の間で脈動させることを特徴とする請求項９に記載の飲料調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料調整マシンに関し、飲料原材料が包装された容器を利用するタイプの飲料調整マシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
１７世紀以来、喫茶店（コーヒーハウス）は「コーヒー文化」の一部となっている。近年、コーヒーの製造方法は洗練され、熟練した者により最良のコーヒー飲料が提供されるようになっている。１８００年初頭に最初のコーヒーマシン（コーヒー製造装置）が開発され、１８３０年代に自動エスプレッソマシンが発明された。その後、最近１０年間は特に、コーヒー製造プロセスの自動化により、コーヒーハウス／コーヒーショップの数が急速に拡大し、エスプレッソやカプチーノなどのより専門的な飲料の需要が増大している。こうしたタイプの飲料は、良質のものを作る上で必要な高い圧力を生成できる高価で複雑な装置を必要とし、その装置が熟練したバリスタ（エスプレッソコーヒーをつくる専門職人）が適正に操作し、維持管理しなければならなかったことから、歴史的には贅沢品と考えられてきた。コーヒー愛好家は、優秀なマシンおよび良質のコーヒーを用いても、オペレータが未熟であると、エスプレッソを不味くしてしまうということに同意する。こうした潮流は、贅沢な最高品質の飲料に対する消費者の需要を喚起するだけでなく、より幅広い専門的な飲料に対する需要を増大し、さらに、こうした飲料を自らの家庭で作れるようにしたいという要求を増大させるものである。
【０００３】
承認された技術的定義は存在しないが、ドリップ式コーヒーと比較して、バリスタ品質のエスプレッソは、飲料により多くの溶解固形物が含まれ、繊細な油摘成分が懸濁するため、より深い味わいを有するものと、一般に理解されている。その味わいは、飲料の１０〜３０％を構成するクレマ（エスプレッソの液面に浮かぶきめ細かい泡）であって、口当たりがよく、しかも芳醇な濃赤褐色のクレマに起因するものである。クレマは、従前より９〜１０バールとされる高温で生成されたコーヒーから抽出された空気、油分、蛋白質、および砂糖からなる多相の乳濁液である。圧力を上げると、コーヒーの濡れ性を増大させ、抽出度を改善するとともに、クレマが形成されやすくなる。
【０００４】
舌が肥えているエスプレッソの愛好家によれば、最適温度より低い温度の水で作ったエスプレッソには酸味があり、最適温度より高い温度の水で作ったものには苦味があると云われている。最適温度とは９２℃〜９６℃の範囲内である。エスプレッソの品質に影響を与える他の要因として、コーヒー豆の焙煎および時間経過、挽いたときの粒径、コーヒーを入れる（ブリュー過程、醸造過程）前の圧縮度、および醸造時間が挙げられる。「最良の」エスプレッソは、ブリュー過程におけるこれらの主たる要因の調和を図ることにより実現される。
【０００５】
家庭用コーヒーマシンは、最初のフィルタ式マシンが１９６０年代に発明されて以来、実質的な発展を遂げ、今や数多くの家庭における台所必需品となっている。こうしたマシンは、飲料原材料の大容量の供給源、またはポッド、パッド、カートリッジなどの飲料原材料の個別パッケージから取り出して、その都度、飲料を飲料容器に直接的に注ぐものである。以下において、こうしたパッケージは一般的な用語であるカートーリッジとして説明する。こうした洗浄する必要がないカートリッジを用いるマシンによれば、ユーザは、飲料を選択することができる。このようなカートリッジの１つの具体例が欧州特許出願公開第1440903号に記載されている。飲料は、飲料原材料を水に溶かし、懸濁させ、撹拌し、そして醸造（ブリュー）することにより作製される。たとえばコーヒー飲料の場合、抽出溶液を作製するために、カートリッジに高温の水を通過させる。このようなマシンにおいて、カートリッジを用いることは、便利であり、作られた飲料の品質が良好であることから、ますます一般的なものとなっている。
【０００６】
このようなタイプのカートリッジを用いた飲料調整マシンの具体例が欧州特許出願公開第1440644号に記載されている。このタイプのマシンは、中でも、家庭用ではなく、商業的または産業的なマーケットのために設計された当時の先行技術より低い圧力で操作される点において改善が見られた。したがって、家庭用マーケットのものとしては、費用、信頼性、および性能の点において、より適正なものであった。しかし、低い圧力で作動するマシンが直面する課題は、実質的に高い圧力を必要とせず、バリスタ品質のエスプレッソを提供することはできないという点にあった。
【０００７】
しかしながら、消費者の需要の流れが変化したことに伴い、家庭用マシンであっても、熟練を要せず、手頃な価格であり、洗浄の必要性がほとんど、あるいは全くなく、バリスタ品質のエスプレッソを提供し、かつさまざまな他の飲料を提供するものに対する要請がある。
【０００８】
より高品質の飲料を提供するというマーケットの要請に応える市販のマシンがいくつかあるが、さまざまな理由により、これらのマシンは比較的に高価なものである。こうしたマシンの具体例として、Gaggia L'Amante（登録商標）、Gaggia Evolution（登録商標）、Nespresso Delonghi Latissimma 660（登録商標）、およびKrups XN2101（登録商標）があり、これも同様にカプセルシステムを用いるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許出願公開第1440903号
【特許文献２】欧州特許出願公開第1440644号
【発明の概要】
【００１０】
これらのマシンのほとんどは、構成が複雑な専用のカートリッジを必要とし、エスプレッソのブリュー過程で生じる高い圧力に耐え得るように特別の仕様を要するものである。これらのカートリッジは、一般に、フィルタを採用し、高い圧力下で飲料の所望の品質が得られるような形態を有するカートリッジを用いる。これは、マシンのために設計されたカートリッジの使用に制約を与えるものである。
【００１１】
しかし、プレミアム品質のエスプレッソやエスプレッソ以外の飲料を選択可能で、好適には予め包装された飲料カートリッジを用いた飲料調整マシンに改良を加えることが望まれている。このマシンは、通常のブリュー装置（醸造装置）や他の非カートリッジ式マシンであってもよい。
【００１２】
既存の低圧の飲料調整マシンで利用される、欧州特許出願公開第1440903号に記載された既存のカートリッジと互換性を有するマシンを提供することが望まれている。
【００１３】
したがって本発明は、１つまたはそれ以上の飲料原材料を収容するカートリッジから飲料を調整する飲料調整マシンを提供するものであり、この飲料調整マシンは、マシンに挿入されたカートリッジから調整すべき飲料の種別を特定するためのカートリッジ認識デバイスと、カートリッジがマシンに挿入されたときカートリッジの下流側に配置され、少なくとも開口位置、および少なくとも１つのフロー制限位置を有することにより、所定の範囲内の圧力で飲料を調整することを可能にする形態可変バルブと、カートリッジ認識デバイスが特定した調整すべき飲料の種別に応じて、形態可変バルブの初期のバルブ位置を選択し、形態可変バルブの一連の操作を制御する制御部とを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
形態可変バルブは、フローを阻止する閉口位置、および／または洗浄廃液を飲料提供領域から迂回させるための洗浄位置をさらに有することが好ましい。
【００１５】
好適には、制御部は、飲料調整サイクルの圧力および／またはフローの必要条件に応じて、飲料を調整するときの形態可変バルブのバルブ位置を変えるようにプログラムされている。
【００１６】
形態可変バルブは、回転式ボールバルブまたはピンチバルブであってもよい。
【００１７】
形態可変バルブのフロー制限位置により、カートリッジ内に２〜９バールの背圧、好適には２〜６バールの背圧が発生する。
【００１８】
本発明は、飲料調整マシンを用いて、１つまたはそれ以上の飲料原材料を収容するカートリッジから飲料を調整する方法を提供するものである。その飲料調整マシンは、カートリッジがマシンに挿入されたときカートリッジの下流側に配置され、飲料フローに制限を与えない少なくとも開口位置、およびフロー制限位置を有し、所定の範囲内の圧力で飲料を調整することを可能にする形態可変バルブと、マシンに挿入されたカートリッジから調整すべき飲料の種別を特定するためのカートリッジ認識デバイスとを有する。
【００１９】
飲料調整サイクル中に、形態可変バルブのバルブ位置を変更し、そして／または開口位置およびフロー制限位置の間で脈動させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来式の飲料調整マシンの正面斜視図であって、カートリッジヘッドが閉口状態にあるときを示す。
【図２】図１の飲料調整マシンの正面斜視図であって、カートリッジヘッドが開口状態にあるときを示す。
【図３】図１の飲料調整マシンの背面斜視図であって、分かりやすくするためにいくつかの構成部品が省略されている。
【図４】図１の飲料調整マシンのカートリッジヘッドの正面斜視図であって、分かりやすくするためにいくつかの構成部品が省略されている。
【図５】図４のカートリッジヘッドの別の正面斜視図であって、分かりやすくするためにいくつかの構成部品が省略されている。
【図６】図４のカートリッジヘッドの側面断面図であって、飲料カートリッジを収容した閉口状態にあるときを示す。
【図７】図４のカートリッジヘッドの側面断面図であって、飲料カートリッジを収容した開口状態にあるときを示す。
【図７ａ】図４のカートリッジヘッドのためのゴムシールの平面図である。
【図８】新規な可変出口バルブを採用した図１の飲料調整マシンのさまざまな構成部品を示す概略図である。
【図９】図８の可変出口バルブを採用したカートリッジヘッドからの流れを概略的に示す断面図である。
【図１０】図９の流出フローにおける可変バルブの１つの実施形態を示す正面断面図であって、閉口状態にあるときを示す。
【図１１】図９の流出フローにおける可変バルブの１つの実施形態を示す正面断面図であって、開口状態にあるときを示す。
【図１２】図９の流出フローにおける可変バルブの１つの実施形態を示す正面断面図であって、制限状態にあるときを示す。
【図１３ａ】図９の流出フローで可変用いられる、択一的な可変出口バルブの正面端部断面図であって、開口状態にあるときを示す。
【図１３ｂ】図９の流出フローで可変用いられる、択一的な可変出口バルブの正面端部断面図であって、閉口状態にあるときを示す。
【図１４】図１３ａのバルブの側面断面図である。
【図１５】図１３ｂのバルブの側面断面図である。
【図１６ａ】改良されたガス制御システムを用いて得られた多量のクレマを含むコーヒー飲料を収容する飲料容器の側面断面図である。
【図１６ｂ】図１６ａに示す飲料を得る際に用いられたブリュー・パラメータを示す表である。
【図１７ａ】改良されたガス制御システムを用いて得られた少量のクレマを含むコーヒー飲料を収容する飲料容器の側面断面図である。
【図１７ｂ】図１７ａに示す飲料を得る際に用いられたブリュー・パラメータを示す表である。
【図１８】図１の飲料調整マシンで用いられるのに適した飲料カートリッジの平面図である。
【図１９】図１８の飲料カートリッジの外側部品の側面断面図である。
【図２０】図１９の外側部品の拡大側面断面図であって、内側に延びる円筒状拡張部を示す。
【図２１】図１９の外側部品の拡大側面断面図であって、スロットを示す。
【図２２】図１９の外側部品を上から見た斜視図である。
【図２３】図１９の外側部品を反対方向から見た斜視図である。
【図２４】図１９の外側部品を上から見た平面図である。
【図２５】飲料カートリッジの内側部品の断面図である。
【図２５ａ】図２５の内側部品の拡大断面図であって、開口部を示す。
【図２６】図２５の内側部品を上から見た斜視図である。
【図２７】図２５の内側部品を反対方向から見た斜視図である。
【図２８】図２５の内側部品の別の断面図である。
【図２８ａ】図２５の内側部品の別の拡大断面図であって、空気インレットを示す。
【図２９】組み立てられた状態にあるカートリッジの正面断面図である。
【図３０】別の態様に係るカートリッジの正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
添付図面を参照しながら、本発明に係る好適な実施形態について、単なる具体例として以下説明する。
本発明は、異なる特性を有するさまざまなタイプの高品質飲料から所望のものを選択して提供できるように、これまでの飲料調整マシンに１つまたはそれ以上の実質的な改良点を加えるものである。これらの改良点は、高品質のエスプレッソを淹れる（作る）ために加圧維持すべき十分に高い圧力を実現し、ユーザの目には見えない圧力を変化させ、手作業による介在を必要としないものとすることである。さらに本発明は、従前実現されなかった点を改善することができる。
【００２２】
これらの改善点について、以下詳細に説明する。
１．飲料カートリッジの下流側に調節可能な形態を有するバルブを配設することにより、飲料調整マシンを所定の範囲の圧力で作動させることができる。
２．飲料原材料の中を通過させるガスの量を制御することにより、提供される飲料、とりわけクレマを含む特定の飲料の最終的な様相をより緻密に制御することができる。
【００２３】
上述の改善点について、添付図面の図１〜図７に示す既知の飲料調整マシン１０を参照しながら説明する。ただし、こうした改善点は、上述のポッドやパッド、硬いまたはやや硬いカートリッジなどを含むさまざまなカートリッジを用いることができる広範な飲料調整マシンにおいて応用することができる。
【００２４】
図１〜図３の飲料調整マシン１０は、ハウジング１１、タンク１２、温水ヒータ１３、制御プロセッサ（図示せず）、ユーザインターフェイス１６、およびカートリッジヘッド１７を有する。一般に、カートリッジヘッド１７は、使用の際、飲料カートリッジ１００およびカートリッジ認識手段２０を保持するためのカートリッジホルダ１８を有する。カートリッジヘッド１７は、使用の際、飲料カートリッジ１００に液体を注入するための入口１０７を穿つための入口穿孔部２１と、飲料カートリッジ１００から調整された飲料を取り出すための出口穿孔部２２とを有する。
【００２５】
たとえばコーヒーなどの飲料を作るために一般に用いられる液体は水であるが、このマシン１０は、飲料原材料２００と撹拌するミルクまたはミルク調整品などを用いることができる。本明細書において水として説明するものは、飲料を調整するために用いられる任意の液体を含み得るものと理解されたい。
【００２６】
ハウジング１１の全体または一部は、適当なプラスティックまたは金属で形成されていることが好ましい。ハウジング１１は、好適には、組み立て時、マシン１０の構成部品を取り付けるためにアクセスできるように、前側半分２５と後側半分２６とを含む貝殻状構成を有する。
【００２７】
ハウジング１１の前側半分２５は、飲料が提供されるディスペンス・ステーション２７を形成し、ディスペンス・ステーションは下方に配置されたドリップトレイを含むカップスタンド２３を有する。マシンのユーザインターフェイス１６は、ハウジング１１の前側半分に設けられ、スタート／ストップボタン２８や数多くの状況インジケータ２９〜３２を含む複数の制御スイッチを有する。状況インジケータ２９〜３２は、発光ダイオード（ＬＥＤ）であることが好ましく、マシン１０の準備状態にあること、マシン１０の動作に誤作動が生じたか否か、およびマシン１０の動作モードを表示する。ＬＥＤ２９〜３２は、一定の強度で発光するか、断続的に点滅するか、あるいはマシンの状態に依存して継続的または断続的に点灯するように制御することができる。ＬＥＤ２９〜３２は、緑色、赤色、および黄色を含むさまざまな色で発光するものであってもよい。スタート／ストップボタン２８は、飲料供給サイクルの開始を制御するものであり、手で操作できる押しボタンまたはスイッチ等であることが好ましい。
【００２８】
タンク１２は、ハウジング１１の後側半分に設けられ、好適には、ハウジング１１の後側半分に内蔵されるか、接続されている。タンク１２は、水または他の液体を充填するための注水口を有し、その注水口は、タンク１２がマシン１０内の所定位置にあるとき、閉じた状態にある。タンク１２の下側部分には、ポンプ１４と流体連通する排水口が設けられている。タンク１２は、その内部に残る水の残量をユーザが視認できるように透明または半透明の材料で形成してもよい。択一的には、タンク１２は、不透明な材料を用いて形成し、視認するための窓を設けてもよい。追加的に、または上記に代えて、タンク１２は、低レベルセンサを設け、タンク内の液体レベルが所定レベルより低くなったとき、ポンプ１４の作動を禁止し、任意的にはＬＥＤ等の警告インジケータを点灯させるようにしてもよい。タンク１２の内部容量は、約１．５リットルであることが好ましい。
【００２９】
ポンプ１４は、図８に示すように、タンク１２およびヒータ１３の間に作動可能に接続され、制御プロセッサで制御される。望ましいポンプは、６バールの圧力で９００ｍｌ／分の流速を実現するものである。マシン１０に流れる水の流速は、ポンプへの電源供給を周期的に停止することにより、ポンプ１４の最大流速の一部の割合となるように、制御プロセッサで制御することができる。ポンプは、最大流速の１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、または１００％のうちの任意の流速となるように制御することができる。ポンプで供給される水の容量の精度は、最初に供給される飲料のプラスマイナス５％以内で、最後に供給される飲料のマイナス５％以内であることが好ましい。容量流量センサ（図示せず）を、ポンプ１４の上流側または下流側のいずれかに設けることが好ましい。好適には、容量流量センサは、ロータリセンサである。
【００３０】
ヒータ１３がハウジング１１の内部に配設されている。１つの好適なヒータ１３は、１５５０Ｗの出力定格を有し、当初約２０℃であったポンプ１４からの水を、通常の動作温度である８５℃にまで１分間で加熱することができる。１つの飲料供給サイクルが完了した後、ヒータが次の飲料供給サイクルを開始できるまでの待機時間は、１０秒以下であることが好ましい。ヒータは、飲料供給サイクル中、選択された温度をプラスマイナス２℃の範囲で維持する。飲料供給サイクルのための水は、所定の温度でカートリッジヘッド１７に搬送される。ヒータ１３は、供給温度を、通常８０℃〜９８℃の必要とされる温度であって、注水される水の温度より高くなるように迅速に調節することができる。ヒータ１３は、温度が９８℃を越えるとヒータ１３への給電を切断する過熱防止遮断器を有する。所望される場合、マシン１０は、スチームパージ（蒸気清浄）を採用してもよい。スチームパージを形成するための好適な手段は、勢いのあるフローを出す温水ヒータ（瞬間的フローを出すものとして知られたフラッシュヒータ）である。こうしたフラッシュヒータは、典型的には、水が貫通するチューブを有し、そのチューブは１つまたはそれ以上の抵抗部品により加熱されるものである。このフラッシュヒータは、飲料を作るためだけでなく、より高くパワーを設定して、飲料を作った後のフラッシュヒータチューブの残渣物を煮沸して取り除くためにも用いられる。フラッシュヒータの利点は、ボイラ内の水を加熱する上で、実質的な遅延が生じないことである。フラッシュヒータは、要求に応じて水を加熱し、各ブリュー（醸造）サイクル後直ちに給電を停止するので、エネルギ効率が極めてよい。
【００３１】
ヒータ１３から供給される水は、適当な搬送システムにより、バルブを介してカートリッジヘッド１７およびカートリッジ１００に供給される。水フローの圧力が許容できる場合は、水はカートリッジ１００に流れる。圧力が所定の限界値より小さいとき、または大きい場合、バルブを介して廃棄回収容器に水を迂回させる。
【００３２】
搬送システムは（図８に示すように）、タンク１２に接続された導管、水ポンプ１４、水ヒータ１３、およびカートリッジヘッド１７を有し、水をタンク１２からカートリッジ１００に搬送する。
【００３３】
カートリッジホルダ１８は、カートリッジ１００内の圧力により形成される（飲料がカプチーノである場合には約２５０ｋｇである）開放力を操作できるように設計されている。マシン１０の動作中、カートリッジ１００は拡張しようとするが、その完全性は維持する必要がある。さらにユーザは、システムが加圧している間、カートリッジホルダ１８を開放できないようにしておく必要があり、これを実現するために適当な固定機構が配置される。
【００３４】
国際特許出願公開第2006/014936号に記載されているように、１つの好適なデザインによるカートリッジヘッド１７を図４〜図７に示す。カートリッジヘッド１７のカートリッジホルダ１８は、固定された下側部分４３、回転可能な上側部分４４、および下側部分４３と上側部分４４の間に配置されたピボット回転可能なカートリッジ実装部４５（カートリッジマウント）を有する。上側部分４４、下側部分４３、およびカートリッジ実装部４５は、共通のヒンジ軸４６の周りに回転する。図４〜図７は、図面を分かりやすくするためにマシン１０のいくつかの構成部品を省略したときのホルダ１８を示す。
【００３５】
回転可能な上側部分４４およびピボット回転可能なカートリッジ実装部４５は、クランプ機構を用いて、固定された下側部分４３に対して相対的に移動させることができる。クランプ機構は、第１および第２の部材または部品４７，４８を含むクランプレバーを有する。クランプレバーの第１の部品４７は、ホルダ１８の両側のそれぞれに設けた２つの第１のピボットポイント４８において、上側部分４４にピボット回転可能に取り付けられたＵ字状アームを有する。
【００３６】
クランプレバーの第２の部品は、ホルダ１８のそれぞれに設けた２つのオーバーセンタ・アーム４９を有し、これらのアームのそれぞれは、上側部分４４を下側部分４３に連結するヒンジ軸４６上に設けた第２のピボットポイント５０において、上側部分４４にピボット回転可能に取り付けられている。オーバーセンタ・アーム４９のそれぞれは、シリンダ４９ａ、ステム４９ｂ、および弾性スリーブ４９ｃを含む往復移動部品である。シリンダ４９ａは、内部ボアを有し、一方の端部においてヒンジ軸４６に回転可能に取り付けられている。ステム４９ｂは、シリンダ４９ａのボア内に滑動可能に収容されている。ステム４９ｂの他方の端部は、第３のピボットポイント５１において、Ｕ字状アーム４７に回転可能に取り付けられている。第３のピボットポイント５１は、上側部分４４を下側部分４３に対して接続されず、自由に移動することができる。弾性スリーブ４９ｃは、ステム４９ｂの外側に取り付けられ、使用に際して、シリンダ４９ａおよびステム４９ｂの隣接表面の間に延びている。弾性スリーブ４９ｃは、オーバーセンタ・アーム４９を短縮させるものであるが、オーバーセンタ・アーム４９を拡張状態に付勢するものである。ステム４９ｂがシリンダ４９ａの中を相対的に移動することにより、第３のピボットポイントがヒンジ軸４６に対して移動することができる。弾性スリーブ４９ｃは、好適には、シリコーン樹脂で形成されている。図示された実施形態は、２つのオーバーセンタ・アーム４９を用いるが、明らかに、ただ１つのオーバーセンタ・アーム４９を用いて、閉口機構を構成することができる。
【００３７】
Ｕ字状アーム４７は、ホルダ１８の前方部分の周りに延びており、ホルダ１８の両側のそれぞれにおいて下方に延びる２つのフック部品５２を有し、各フック部品は、ヒンジ軸４６に対向するカム表面を有する。ホルダ１８の固定された下側部分４３は、２つのボスまたはデタント５３を有し、ボスは、フック部品５２にほぼ位置合わせされた下側部分の前方端部５４に隣接する、下側部分４３の一方または両方の側部に配置される。
【００３８】
図４に示すように、Ｕ字状アーム４７は、人間工学的なハンドグリップおよびアーム４７と一体成形されたフック部品５２とを含む一体成形されたプラスティック成形品で形成されるものであってもよい。
【００３９】
カートリッジ実装部４５は、ホルダ１８の上側部品４３および下側部品４４の間に回転可能に取り付けられている。カートリッジ実装部４５には（以下詳細に説明するが）、使用の際、飲料カートリッジ１００を受容する実質的に円形形状を有する凹部５５が設けられている。凹部５５は、飲料カートリッジ１００のハンドル部分を収容する不規則部分５６を有し、このハンドル部分は飲料カートリッジ１００がホルダ１８内で回転することを防止するためのものである。カートリッジ実装部４５は、図７に示すように開口状態となるように、固定された下側部分４３に対してばね付勢され、カートリッジ実装部４５は、入口穿孔部２１および出口穿孔部２２との接触から離脱するように、固定された下側部分４３との接触が外れるようにばね付勢される。カートリッジ実装部４５には、カートリッジ実装部４５が閉口状態に移動したとき、入口穿孔部２１および出口穿孔部２２とカートリッジ認識手段２０とを受容する開口部５７が設けられている。
【００４０】
上側部分４３は、円形視認窓５９を含むほぼ円形状の本体部５８を有し、消費者は、ディスペンス・サイクル中、この円形視認窓を介して、飲料カートリッジ１００を視認することができ、そして飲料カートリッジ１００がマシン１０に装填されているか否かを確認することができる。この視認窓５９は、カップ形状を有し、下向きに延びるリムを含む。さらに視認窓５９には、図７に示すように、内側に延びる管状延長部６１の形態を有するクランプ部品が設けられている。延長部６１は、図６に示すように閉口状態にあるとき、カートリッジヘッドの容積内において下側部分４４に向かって延びている。視認窓５９は、上側部分４３のハウジング５８に対して相対的に軸方向に移動させることができる。こうした相対的な移動を実現する１つの構成は、視認窓５９と円形ハウジング５８との間に、波ばね（図示せず）またはゴム弾性リングなどの同様の弾性手段を配設することにより実現される。択一的な構成によれば、視認窓５９とハウジング５８との間に延びる一連の螺旋圧縮ばね（図示せず）が配置される。いずれの場合にも、弾性手段は、視認窓５９に対して円形ハウジング５８を微小角度だけ軸方向に移動させることができる。
【００４１】
ホルダ１８が閉口状態にあるとき、視認窓５９の管状延長部６１の遠位端が飲料カートリッジ１００のクランプ表面に当接し、（より深いカートリッジを有するものとして図示された）図６に示すように、下側部分４４に対して付勢する。外側部品１０２上の管状延長部６１が与える圧力により、飲料カートリッジ１００とホルダ１８との間を液密に封止することができる。さまざまな深さを有する飲料カートリッジ１００を挿入することができるように、視認窓５９すなわちカートリッジヘッド１７の高さを設定すべきである。図６には、比較的に深いカートリッジを有する装置が図示されている。また同一のカートリッジヘッド１７は、より浅いカートリッジを収容することができる。この場合、飲料カートリッジ１００の上側表面と視認窓５９との間に間隙が形成される。ただし飲料カートリッジ１００は、管状延長部６１から付加される圧力により、入口および出口において完全に封止することができる。
【００４２】
下側部分４３は、入口穿孔部２１および出口穿孔部２２、ならびにカートリッジ認識手段２０のヘッドを有する。入口穿孔部２１は、使用の際、飲料カートリッジ１００のラミネート１０８に孔を開けるための尖った端部６４を含む針状の中空チューブ６３を有する。入口穿孔部２１は、図７に示すように、下側部分４３を貫通し、温水ヒータ１３の出口導管６６に接続された水導管６５と流体連通している。出口穿孔部２２は、欧州特許出願公開第0389141号および欧州特許出願公開第0334572号に記載された出口穿孔部と同様のものであって、開口端部を含み、開口端部は、円形形状またはＤ字形状の断面を有し、その径が飲料提供注ぎ口１０９より大きいものである。出口穿孔部２２の上側端部の弓状部分６７は、鋸歯状に形成され、飲料カートリッジ１００のラミネートを穿孔し、切除するものである。上側端部の残りの部分は、少なくとも鋸歯状の部分の歯６８の土台までシリンダの長手方向に刈り込まれ、切除されたラミネート１０８は、飲料が提供される前に、折り畳まれるか、出口開口部から取り除かれる。出口穿孔部２２は、飲料提供注ぎ口１４３の外側からラミネート１０５を穿孔し、カートリッジ実装部４５が閉口状態にあるとき、飲料提供注ぎ口１４３と飲料提供フンネル（漏斗部）１４０との間に設置されるものである。出口穿孔部２２は、切除されたラミネート１０５を環状のものに折り畳む。こうして、出口穿孔部２２および切除されたラミネート１０５は、提供された飲料から取り除かれる。
【００４３】
出口穿孔部２２は、その周囲に比較して０．５ｍｍだけ隆起した棚部により包囲されている。
【００４４】
有利なことに、出口穿孔部２２は、下側部分４３から取り外して、たとえば皿洗い機等で完全に洗浄することができる。着脱可能な出口穿孔部２２は、設置されたとき、下側部分４３の凹部内に収容される。入口穿孔部２１および／または出口穿孔部２２は、ステンレス鋼の金属材料やプラスティック材料等で形成されている。有利なことに、非金属製材料で穿孔され、切除することができるラミネート１０５を使用することにより、プラスティック製の切除部品を使用することができる。結果として、入口穿孔部２１および出口穿孔部２２は、あまり鋭利なものとする必要はなく、消費者が傷つくリスクを低減することができる。さらにプラスティック製の穿孔部品は錆びることはない。好適には、入口穿孔部２１および出口穿孔部２４は、単体の、一体式のものであって、下側部品４３から着脱可能なものである。
【００４５】
使用に際し、ホルダ１８の上側部分４４は、図２に示すように、垂直方向に配向され、または垂直に向かう開口状態から、実質的に水平方向に配向され、または固定下側部分４３およびカートリッジ実装部４５と係合した閉口状態に移動することができる。上側部分４４は、クランプレバーを操作することにより、開口状態から閉口状態に移動させることができる。上側部分４４を閉じるためには、ユーザは、Ｕ字状アーム４７によりクランプレバーを押さえ込む。その結果、上側部分４４を回転させると、まず視認窓６９の管状延長部６１が飲料カートリッジ１００のクランプ表面１１８ａに当接する。さらに続けて上側部分４４を回転させると、上側部分４４およびカートリッジ実装部４５が下方に降りてきて、下側部分に当接する。Ｕ字状アーム４７をさらに回転させると、上側部分４４および下側部分４３に対してＵ字状アーム４７を回転させることになり、上側部分４４のフック部品５２が、下側部分４３のボス５３と係合し、カム表面がボス５３の上方を乗り上げる。回転動作の最終段階において、飲料カートリッジ１００は、カートリッジ実装部４５と視認窓５９の間で圧縮される。その結果、視認窓５９は、波ばねまたは螺旋ばねの付勢力に対抗して、上側部分４４の円形状ハウジング５８に対して僅かながら軸方向に移動する。このように移動することにより、飲料カートリッジ１００および飲料調整マシン１０に対する寛容性を得ることができ、飲料カートリッジ１００に加わる圧縮力を一定の許容範囲内に維持することができる。この機構の把持力は、波ばねまたは螺旋ばねの作用により加減されるので、飲料カートリッジ１００に対する把持圧力を確保することができる。カートリッジ１００内の圧力に対抗するためには、１５０Ｎ〜４００Ｎの力が必要であることが分かっている。カートリッジヘッドを閉口する際、カートリッジ１００のラミネート１０５は、出口穿孔部２２の周囲にある棚部に当接するので、張力が与えられる。このとき、円筒状フンネルの外側チューブ４２の遠位端がフランジ１４７に対して０．５ｍｍだけ上方に移動するので、ラミネート１０５は湾曲する。この移動により、カートリッジ１００に加わる圧縮力の大部分は、カートリッジ１００の中央領域を介して耐力内側部品１０３に作用する。こうした把持力により、加圧の際、飲料カートリッジ１００の不具合を回避しやすくなり、内側部品１０３および外側部品１０２が互いに対して完全に設置され、内部加圧時においても、すべての内側の通路および開口部を意図した寸法に維持することができる。
【００４６】
閉口状態において、管状延長部６１の遠位端６２と下側部品４４との間隔が図６の参照符号Ｄで図示されている。この間隔は、視認窓５９、ハウジング５８、および下側部品４４の寸法により決まる。距離Ｄは、把持表面１１８ａとカートリッジ１００の表面の下方にあるラミネート１０５との間の距離ｄと同一であるか、僅かながらより小さくなるように選択されている。このように、カートリッジヘッド１７を閉口することにより、カートリッジ１００が一定の既知の値の圧力に曝すことができる。さらに第１および第２の実施形態に係るカートリッジは、これら両方のタイプのカートリッジにおける距離Ｄが同一であるので、同一の圧力値で把持することができる。
【００４７】
ホルダ１８の第１および第２のピボットポイント４８，５０の間に、１つの仮想的な基準線を描くことができる。図７に示すように、開口状態にあるとき、第３のピボットポイント５１は、固定された下側部分４３に最も近い基準線側に配置されている。上側部分４４が閉口状態に達すると、把持レバーの第３のピボットポイント５１は、第１および第２のピボットポイント４８，５０を結ぶ基準線を通り越して、固定された下側部分４３から最も離れた基準線の反対側に移動する。したがってＵ字状アーム４７は、第１の安定状態から第２の安定状態に「飛び移る（snaps through）」ものである。飛び移り動作には、オーバーセンタ・アーム４９を短くした後、弾性スリーブ４９ｃが圧縮することを伴うものである。一旦、第３のピボットポイント５１が仮想的な基準線を越えたとき、弾性スリーブ４９ｃの復元力は、第３のピボットポイント５１が仮想的な基準線からさらに離れるように作用する。すなわち把持レバーは、２つの安定した状態を有し、レバーは開口状態および閉口状態にあるとき安定しているが、第３のピボットポイントが第１および第２のピボットポイント４８，５０を結ぶ仮想的な基準線上にあるとき、不安定となる。把持レバーの飛び移り動作は、明確な閉口動作に導く積極的な閉口機構を提供し、把持レバーの回転の最終的な段階において、Ｕ字状アーム４７および第２のアームの飛び移り動作により、フック部品５２がボス５３と確実に係合する。さらに第３のピボットポイント５１を、第１および第２のピボットポイント４８，５０を結ぶ仮想的な基準線上を越えて元に戻すために、スリーブ４９ｃを十分に圧縮する力はほとんど必要としないので、弾性スリーブ４９ｃが上側部分４４を再び開口するときの抵抗力を与える。有利なことに、レバーの回転によるものではなく、フック部品５２とボス５３とが相互係合することにより、上側部品および下側部品が分離することを防止することができる。これは、カートリッジヘッド１７が内部加圧状態に曝されるとき、カートリッジヘッド１７が開口しないようにすることができる点において有用である。
【００４８】
上側部分４４により加えられる圧力により、カートリッジ１００とカートリッジホルダ１８の間において、完全な液密封止が実現される。把持力は、加圧時におけるカートリッジ１００の不具合を未然防止し、カートリッジ１００の内部のすべての通路および開口部の寸法を、内部加圧時においても意図したものに維持することができる。カートリッジ１００との液密性を改善するために、本願出願人は、カートリッジ実装部４５の凹部５５の周囲にゴムシール５５ａを配置することにより（図７ａ参照）、ブリュー・サイクル（醸造サイクル）中に形成されるより高い圧力に対して確実に耐え得るようにマシン性能を改善することができる。
【００４９】
飲料調整マシン１０の制御プロセッサを用いて、醸造サイクルを制御することができる。制御プロセッサは、演算モジュールとメモリとを有する。制御プロセッサは、ヒータ１３，ポンプ１４、ユーザインターフェイス１６、および以下説明する他の構成部品と動作に可能に接続され、これらを制御するものである。
【００５０】
マシン１０の操作手順は、たとえば欧州特許出願公開第1440644号に記載されているように、制御プロセッサに組み込まれたソフトウェアにより決定される。制御プロセッサのメモリは、飲料調整マシン１０に関し、１つまたはそれ以上の操作パラメータに対する１つまたはそれ以上の変数を有する。先行技術に係るマシンにおいては、一般に、飲料調整段階において飲料カートリッジ１００を通過する液体の温度、飲料カートリッジ１００への供給速度、蒸らしステップの有無、提供される飲料の全体量、醸造段階における液体の流速、および洗浄段階の時間が操作パラメータである。
【００５１】
カートリッジ認識手段２０の１つの目的は、中でも、挿入されたカートリッジ１００のタイプを認識すること、これに応じて１つまたはそれ以上の操作パラメータを調節することにある。操作パラメータに対する変数はメモリに記憶される。カートリッジ１００は、その飲料の最適なものを提供するために必要な操作パラメータを表すコードを有する。こうしたコードの具体例が欧州特許出願公開第1440644号に記載されている。
【００５２】
制御プロセッサのメモリは、提供される飲料のタイプに関する情報を記録し、次のカートリッジ１００のために、マシン１０の操作サイクルを調整することができる。これは、２つまたはそれ以上のカートリッジ１００を連続的に用いて飲料を作る場合に、とりわけ好都合である。たとえばコーヒーカートリッジの後に、ミルクカートリッジを提供して、カプチーノ飲料を作ってもよい。択一的には、チョコレートカートリッジの後に、ミルクカートリッジを提供して、クリーミィなホットチョコレート飲料を作ってもよい。最初に提供すべき飲料に関する情報を記憶することにより、ミルクカートリッジなどの２番目の飲料の提供手法を最適なものに変更することができる。上記具体例において、ホットチョコレートのために付加されるミルクは、通常、コーヒーに加えるミルクほどに希釈されることはない。さらに、飲料の泡の割合を小さくするために、チョコレートに付加されるミルクは、よりゆっくりとした流速で付加される。当業者には明らかなように、カートリッジの数多くの組み合わせが可能であり、数多くの操作パラメータが存在する。さらに、メモリを用いると、マシン１０は、ユーザが次に提供する飲料のタイプを「推測」することができる。たとえばユーザが主に、１種類の飲料を飲む場合、マシンは、その飲料に最適な温度に水ヒータを維持させるように指示することができる。
【００５３】
先行技術に係るマシン１０における操作は、飲料カートリッジ１００をカートリッジヘッド１７に挿入し、飲料が提供されるブリュー・サイクルを実行し、マシンからカートリッジ１００を取り除くことを含む。
【００５４】
カートリッジ１００を挿入するために、上述のように、カートリッジホルダ１８を開口し、カートリッジ実装部４５を露出させる。カートリッジ１００は、凹部４６内に収容されたカートリッジ実装部４５の上に設置される。その後、上述のように把持ハンドル５１を操作することにより、カートリッジホルダ１８を閉じる。入口穿孔部および出口穿孔部がカートリッジに穿孔し、カートリッジの入口１０７および出口１０８を形成する。
【００５５】
操作サイクルを開始するために、ユーザは、スタート／ストップボタン２８を操作する。操作サイクルは、カートリッジを認識するステップと、飲料提供サイクルステップとを有する。
【００５６】
カートリッジ認識ステップは、上述のようにカートリッジセンサおよびロックセンサからの信号で十分と仮定して、光学的なカートリッジ認識手段２０を用いて実施される。バーコード４０を複合化すると、制御プロセッサを用いて、マシン１０の操作パラメータを調節する。ブリュー（醸造）サイクルを自動的に開始する。ブリュー・サイクルは、すべての飲料に対して必ずしもすべての段階（ステップ）を用いることはないが、主たる４つの段階を有する。
１．予備湿潤ステップ
２．待機ステップ
３．醸造ステップ
４．洗浄ステップ
【００５７】
予備湿潤段階（ステップ）では、カートリッジ１００は、ポンプ１４を用いて貯蔵タンク１２から液体を充填する。水を充填すると、チャンバ１６０内の飲料原材料２００が水を含む（湿潤する）。充填ステップは、６００ミリリットル／分の速い流速または３２５ミリリットル／分の遅い流速で実施される。より速い流速でポンプ送出できるようになる前に多少とも希釈する必要のある粘性の高い液体飲料原材料がカートリッジ１００に含まれる場合に、とりわけ遅い充填流速は有用である。カートリッジ１００内に注入される液体の容量は、この段階ではカートリッジ出口１０８から液体または飲料の滴が落ちないように選択される。
【００５８】
待機段階（ステップ）は、予備湿潤段階中の所定の期間において注入された液体により、飲料原材料２００を蒸らすことを可能にするものである。予備湿潤段階および蒸らし段階の両方により、飲料原材料２００からの抽出可能物の収量を増大させ、飲料の香りを引き立たせることができることが知られている。とりわけ飲料原材料がローストして挽いたコーヒー豆である場合、予備湿潤段階および蒸らし段階は採用される。
【００５９】
醸造段階において、飲料原材料２００から飲料を作るために、液体をカートリッジに通過させる。液体の温度は制御プロセッサにより決定され、制御プロセッサは、ヒータ１３に指示して、タンク１２からカートリッジヘッド１７に流れる液体を加熱する。液体は、入口バルブおよび入口穿孔部を介してカートリッジホルダ１８内に入り、飲料カートリッジ１００の入口チャンバ１２６の内部に流れる。調整された飲料がカートリッジの出口１０４から排出され、出口バルブ３７に入り、ディスペンス・ステーション２７内の好適な位置に配置された容器に提供される前に、飲料カートリッジ１００内における飲料をブリュー（醸造）および／または撹拌は、欧州特許出願公開第1440644号に記載されているように行われる。
【００６０】
洗浄サイクルの間、温水ヒータ１３の温度は、システム内の他の部分にある水を蒸気に変換できるように十分に高く維持され、加圧蒸気は、飲料調整マシン１０および飲料カートリッジ１００を介して吹きつけられる。これにより、すべての飲料が供給され、流路が洗浄され、別の飲料を提供することができる。洗浄サイクルは、流体の大部分を用いて流路を洗浄できるように、醸造および／または撹拌段階が終わっても直ちに開始しない
【００６１】
操作サイクルが完了すると、マシン１０は自動的に停止し、消費者はカートリッジホルダ１８を開き、手動でカートリッジ１００を取り出し、廃棄することにより、カートリッジ１００を取り除く。択一的には、マシン１０は、カートリッジホルダ１８を開いて自動的にカートリッジを取り除く自動排出機構を有していてもよい。
【００６２】
上述の既知の飲料調整マシン１０に対する第１の重要な改善点は、カートリッジの後の圧力制御を行うために、カートリッジ出口に隣接して形態可変バルブ６０（図９〜図１５）を設けたことにある。これにより、カートリッジ１００は、カートリッジ認識手段２０により特定されたカートリッジの飲料原材料が必要とするブリュー（醸造）サイクルのタイプに依存して、高い圧力、低い圧力、または醸造サイクル中の変動する圧力を選択して醸造することができるので、マシン１０は広範な種類の飲料を作ることが可能となり、自動化された圧力可変システムを提供することができる。改良されたマシンは、たとえば０バールから９バールの範囲、好適には０バールから６バールの範囲の圧力で飲料を提供することができる。
【００６３】
形態可変バルブ６０は、カートリッジ１００の下流側に配置され、飲料出口３７の内部に配置されることが好ましく、これはカートリッジヘッドの下側部分４３に部分的に収容され、下側部分から突出する（図６および図７参照）。バルブ６０は、少なくとも開口状態、制限状態（制限位置または制限モード）、および好適には、以下に示すすべての状態を有するものである。
１．開口状態（図１１）
２．制限状態（図１２）
３．閉口状態（図１０）
４．洗浄／浄化状態
【００６４】
出口バルブ６０として、ボールバルブ、ピンチバルブ、スリーブバルブ、シートバルブ、またはディスクバルブなどのさまざまなタイプのバルブを用いることができる。図１０〜図１２に示す実施形態は、飲料出口３７内のチャンバ７０に配設された回転部品６９を有するボール型バルブである。回転部品６９は、予め設定された複数の位置の間で回転して、必要とされる位置を提供することができる。非制限状態にあるバルブ６０のボアの直径は、たとえばカートリッジ１００が低圧フィルタ飲料を提供するためには、少なくとも５ｍｍであることが好ましい。
【００６５】
択一的な好適なバルブは、図１３〜図１５に示すピンチバルブであり、好適にはシリコーンゴムまたはエラストマ材料で形成された可撓性チューブ７１と、クランプ機構７２とを有する。非制限状態において（図１３ａおよび図１４）、飲料はチューブ７１の中を自由に流れる。クランプ機構７２は、制限状態（図１３ｂおよび図１５）および閉口状態となるように作動する。
【００６６】
バルブ６０は、マシン１０の制御プロセッサにより自動的に制御される。バーコード４０を復号化することにより、マシン１０に挿入されたカートリッジ１００を認識すると、制御プロセッサは、適正な初期設定を選択し、適当ならば、関連する飲料タイプに対するバルブ６０の任意の一連の動作を制御する。
【００６７】
マシン１０は、所定範囲のモードで作動することができ、バルブ６０は、以下の具体例で示すように、１つまたはそれ以上の操作状態に作動することができる。
【００６８】
１．ブリュー・サイクルを通じてバルブを開口する。
バルブ６０が開口状態にあるとき、動作圧力は２バール以下で、安定した状態で４００ミリリットル／分未満の流速を実現する。欧州特許出願公開第1440644号に記載されたものと同様の条件下で飲料を提供することができる。このモードは、紅茶、泡立てたミルク、またはホットチョコレート等の低圧飲料を提供するための既存のカートリッジを用いる旧式のマシン１０として利用する場合にとりわけ有用である。
【００６９】
２．ブリュー・サイクルを通じてバルブを制限する。
バルブ６０が制限状態にあるとき、カートリッジ１００内において４バール未満、６バール未満、または９バール未満の比較的に高い動作圧力で、６０ミリリットル／分〜３００ミリリットル／分の流速を実現する。これは、エスプレッソを作るために必要とされる、飲料原材料２００に含まれる固形物の抽出および油成分の乳化を実現する上で十分なものである。この結果として、飲料出口３７を制限することにより、バルブ６０に流れる飲料に対する剪断効果および撹拌効果をもたらし、良好な空気／液体の乳化作用が得られ、改善されたクレマを実現することができる。有利なことに、このモードを用いると、撹拌効果を実現するために空気を取り込む手段を有さないカートリッジ１００、いわゆるノンエダクタ・カートリッジ（non-eductor cartridges）から、エスプレッソおよびカプチーノなどのより高圧の飲料を提供することができる。
【００７０】
３．バルブを閉口した後に制限する。
ブリュー・サイクルの開始後（予備湿潤サイクル中であって、ポンプ１４が作動する前に）直ちにバルブ６０を閉じると、バルブ６０を制限状態にした場合に比して、カートリッジ１００内においてより高い圧力を形成することができる。
【００７１】
バルブを閉口した後に開口するか、あるいはバルブを閉口し、制限した後に、開口する等、実現すべき所望の効果に応じて、さらなる組み合わせも適当である場合がある。
【００７２】
必要ならば、ブリュー・サイクルの全体または一部において、バルブ６０をさまざまな状態に脈動させて（小刻みに変動させて）もよい。飲料提供サイクルにおいて、このようにバルブを操作することにより、徐々に変わる色および／または気泡の大きさ（graduated colour and/or bubble size）を有するクレマが形成された飲料を提供することができる。
【００７３】
洗浄サイクル中、制御プロセッサは、バルブ６０を制御して、ディスペンス・ステーションではなくドレン領域に蒸気を迂回して噴出し、飲料の見栄えを保存し、混入を防止することができる。
【００７４】
上述の既知の飲料調整マシン１０に対する第２の重要な改善点は、ガス管理に関連するブリュー制御システムを導入したことにある。驚くべきことに、本願出願人は、このタイプの飲料調整マシン１０で作った飲料の特性に対する改善が、先行技術に係るマシンの限界を超えるものであることを見出した。驚くべき効果は、飲料を作る過程において、搬送システムにおけるガスの容積を制御することにより実現され、最終的な飲料における微細な層から驚くほどに深い層に至るまで変化するように、高品質クレマの量を指定することができる。本願出願人は、飲料調整マシン内のガスをうまく利用して、液体に対するガスの比率を変え、良質の安定したクレマがこれまでのマシンでは実現できなかった驚くほど多量に飲料に含ませることができた。搬送システムにより多量のガスを内在させることにより、ブリュー過程および供給過程において、液体に対するガスの比率を遙かに大きくすることができ、ひいてはより多くのクレマを形成することができる。ガスの量を低減することにより、ガスの比率を小さくし、クレマの量を低減することができる。気泡の大きさも同様に、液体に対するガスの比率に影響を受け、この比率が小さいと、目の詰まったクリーミィなクレマが得られ、この比率が大きいと、目の粗い泡だったクレマが得られる。上記改善により、供給すべき飲料のそれぞれに対して、クレマ量および気泡の大きさを最適化する機能を実現することができる。このタイプの既知の飲料調整マシンでは実現されなかったことであるが、ガス量を操作することにより、１７２ミクロン以上の大きさを有する気泡の発生を最小限に抑制しつつ、飲料の容量の２５％以上のクレマを含む良質のエスプレッソを作ることができることを本出願人は確認した。一般に、先行技術に係るカートリッジマシンにおいて、飲料体積の１０％を越えるクレマを含むエスプレッソを作ることはできなかった。
【００７５】
上記改善は、ブリュー・サイクルを制御して、タンク１２から飲料原材料２００および供給出口まで水を搬送する搬送システム内のガス容量を管理する手段を設けることにより実現することができる。本願明細書において、搬送システムとは、その任意の所定部分を含むものとし、たとえば温水ヒータ１３からカートリッジ１００まで延びる部分を含み、関連のある場合には、カートリッジ１００のヘッドスペース内に含まれるガスを含むことを意図するものである。
【００７６】
任意の所与のマシン１０の搬送システムに内在し得るガスの「基本容量」は、その構成に依存する。任意の時間における「実際の容量」は、マシン１０が飲料を作るために使用中であるか否か、作っている飲料の種別、および蒸気による洗浄サイクルを実行したか否かに応じて変化する。すなわち、ブリュー・サイクル制御の改善点は、すでに存在する実際のガス容量を考慮して、供給すべき飲料の種別（よりきめ細かいクレマおよびより少ない気泡を要求するもの、あるいはより大粒のフロスおよび多くの気泡を要求するもの）に応じて、搬送システム内のガス容量を変更する手段を採用することを含む。ガス容量を変更する手段は、以下の組み合わせにより実現することができる。
１．液体に対するガスの比率を増大させるために、ブリュー・サイクル完了後、次の高圧のブリュー・サイクルに入る前に、搬送システムを洗浄するステップ。
２．液体に対するガスの比率を低減させるために、高圧のブリュー・サイクルに入る前に、搬送システムからガスを排気するステップ。
３．液体に対するガスの比率を増大させるために、高圧のブリュー・サイクルに入る前に、搬送システム内にガスを導入するステップ。
【００７７】
搬送システム内のガス容量を低減するためにバルブ手段を設け、搬送システム内にガス（通常、空気）を注入するために空気ポンプを設ける。カートリッジ１００の上流側または下流側に、個別の専用空気バルブを搬送システム内に設けてもよい。好適には、上述の形態可変バルブ６０バルブ手段として用いてもよい。
【００７８】
このようにブリュー・サイクル制御を改善するために、基本的なマシン１０に関連して上記説明した追加的なパラメータを制御プロセッサのメモリに記憶させてもよい。これらの追加的なパラメータは、マシン１０の特定の配置構成におけるガスの基本容量（使用していないマシン１０または洗浄後のマシン１０に適用されるガスの基本容量）と、特定の飲料それぞれに関し、クレマを最適化するために高圧のブリュー過程で必要とされる容量とを含む。好適には、追加的パラメータには、マシン１０が実施できる各ブリュー操作の完了後に搬送システムに内在するガスの実際容量が含まれる。ただし、飲料を提供する毎に蒸気洗浄サイクルを実行するようにマシンをプログラムしたとき、これは実際の容量を基本容量に効果的にリセットするものであり、温水ヒータ１３の下流側にある供給システムから残りの液体が洗い流されるので、必ずしも必要なことではない。
【００７９】
したがってブリュー・サイクルは、予備湿潤サイクルの前に追加的ステップ、すなわちガス調整サイクルを有する。このガス調整サイクルは、以下の過程を含む。
１．提供すべきタイプの飲料が必要とするガス容量の評価。
これは、カートリッジコード１２０に付随する要求パラメータについて、プロセッサのメモリから選択することにより、最も簡便に得られる。
２．マシン１０の最近過去の操作に基づいて搬送システム内に現在残っている実際のガス容量の特定。
これは、未使用のマシンまたは洗浄サイクルを行った後のマシンに対する基本容量である。マシンを用いて飲料を提供した後、洗浄サイクルが実施されなかった場合、プロセッサは、最近過去に作った飲料に基づいて、内在するガスに関するパラメータをメモリから理想的に選択する。択一的には、任意のタイミングポイントにおいて、搬送システム内のガス容量を特にモニタする手段を設けてもよい。
３．必要量を得るために、搬送システムに導入または換気すべきガス容量の計算。
４．必要に応じて、追加的ガス（通常、空気）の導入または過剰ガスの排気による、ガス容量の調整。
【００８０】
１つの具体例において、飲料提供マシン１０は、温水ヒータ１３と飲料原材料２００との間に延びる搬送システムの領域において３６ミリリットルのガス基本容量を有する。
【００８１】
上記ステップ３の結果、または用いられるバルブ手段の種類に依存して、上記ステップ４に関して、数多くの異なる態様がある。バルブ手段がカートリッジの下流側にあるとき、すなわち出口バルブであるとき、高圧ブリュー過程前に、飲料原材料２００より上流側にある空気の容量を制御する１つの方法は、以下のように、ブリュー・サイクルにおける異なるポイントで出口バルブを閉口することである。
【００８２】
１．適正なガス容量が存在する。
プロセッサは、コード１２０を読み取り値から決定されるように、供給すべき飲料に対して十分な基本容量（３６ミリリットル）のガスを要求することを計算した場合、温水ヒータ１３から水が入り込む前のブリュー・サイクルの開始時点において出力バルブを閉じる。これは、搬送システムのガス圧縮が直ちに始まり、予備湿潤および蒸らしサイクル中において、カートリッジがより高い圧力に曝され、できあがった飲料を供給する際にのみ開口することを意味する。ポンプ１４が作動する前にバルブが閉口するので、閉じ込められたガスのすべて（３６ミリリットル）が、できあがった飲料の中に混ぜ合わされ、より多くの多少粗いクレマが得られる（図１６ａ）。図示された具体例では、ガラス製の平らな底を有する目盛付きビーカにあるクレマの容量Ｙは２０ミリリットルであり、これに比較して液体の容量Ｘは５０ミリリットルであった。
図１６ｂに示す表は、このモードで、テスト条件下で多量のクレマを含む飲料を作るときに用いられるブリュー・サイクルのパラメータの一例を示すものである。
この表において、０秒の停止条件（たとえばガス抜きステップに対して）、そのステップは実施されない。
【００８３】
２．過剰なガス容量が存在する。
一方、少量のクレマを含む飲料が挿入されたカートリッジ１００により指定され、搬送システム内に過剰なガスが存在する場合、搬送システム内の過剰なガスが低圧で出口バルブから排出されるまでの短い時間、ポンプ１４が作動した後に、出口バルブは閉口する。ブリュー・サイクルの後半にバルブを閉口すると、必要量のガスがカートリッジ１００を介して大気中に排気され、より少量のガスが閉じ込められ、圧縮され、高圧ブリュー過程中に飲料の中に混合されて、より少量のよりきめ細かなクレマが得られる（図１７ａ）。図示された具体例では、ガラス製の平らな底を有する目盛付きビーカにあるクレマの容量Ｙは５ミリリットルであり、これに比較して液体の容量Ｘは５０ミリリットルであった。
図１７ｂに示す表は、このモードで、テスト条件下で少量のクレマを含む飲料を作るときに用いられるブリュー・サイクルのパラメータの一例を示すものである。
【００８４】
３．不十分なガス容量が存在する。
ステップ３において、より多量のガスを導入する必要があると判断されたとき、出口バルブを直ちに閉口し、不足分が補填されるまで、空気ポンプを作動させる。その後、高圧ブリュー過程を開始する。
【００８５】
次のグラフは、ガス量制御システムを用いた本発明に係る飲料調整マシン１０で作ったクレマの特性と（装置Ａ）、当該ガス量制御システムを用いない従来技術に係る２つの飲料調整マシンで作ったクレマの特性と（装置Ｂ、装置Ｃ）を比較するデジタル式の分析イメージである。ピーク値より右側（気泡の直径が約１７２ミクロンより大きい領域）におけるグラフの形状を比較すると、装置Ａにおいて、クレマに含まれる微小気泡の分布が極めて狭いことが明らかである。装置Ｃは、Nespresso Latissimmaの登録商標で知られ、約１９バールの加圧範囲を有し、９〜１５バールの圧力で作動する高圧マシンであるが、より直径の大きい数多くの気泡を含むクレマを、幅広い／粗い分布を形成する。一方、装置Ｂは、本願出願人によるTassimo/Boschの登録商標で知られ、欧州特許出願公開第1440644号で記載されたマシンと同様の２バール以下の圧力で作動する低圧マシンであり、装置Ｃにおいて認められた気泡より大きな気泡は認められなかったが、依然として気泡が粗い。
【００８６】
【表１】
0005325308.tif 000002
【００８７】
グラフの左端（極めて微小な気泡）は、質的には類似するが、このグラフを作るために用いられたイメージ分析システムの限界値を表すものである。
【００８８】
ユーザが押下するのに適したボタンを用いることにより、またはユーザが作るべき飲料の種類およびクレマの特性を指示することにより、飲料調整マシン１０におけるガス量制御を実施することができる。
【００８９】
カートリッジ１００を用いる飲料調整マシン１０を参照しつつ、本発明に係る改善点を設類したが、一般的なブリュー装置や、他の非カートリッジ式の装置にも用いることができる。
【００９０】
図１８〜図３０は、上述の改善点を有するマシン１０で用いられるのに適したカートリッジ１００の実施形態を示すものである。
【００９１】
カートリッジ１００は、一般に、外側部品１０２と、内側部品１０３と、およびラミネート１０５とを有す。外側部品１０２、内側部品１０３、およびラミネート１０５は、カートリッジ１００を形成するように組み立てられ、カートリッジは、１つまたはそれ以上の飲料原材料を収容する内部空間１０６と、インレット（入口）１０７と、アウトレット（出口）１０８と、内部空間１０６を介してインレット１０７をアウトレット１０８に連通する飲料流路とを有する。インレット１０７およびアウトレット１０８は、当初、ラミネート１０５により封止され、使用の際、ラミネート１０５を穿刺または切除することにより開口される。飲料流路は、以下説明するように、外側部品１０２、内側部品１０３、およびラミネート１０５の空間的な相互関係により規定される。カートリッジは、以下に説明するように、フィルタ１０４などの他の構成部品を有するものであってもよい。
【００９２】
以下説明する第１の態様に係るカートリッジ１００を図１９〜図２９に示す。第１の態様に係るカートリッジ１００は、焙煎して挽いたコーヒーなど、クレマを形成することが好ましいエスプレッソタイプの飲料を提供するために特に設計されたものである。ただし、この態様に係るカートリッジ１００は、ホットチョコレート、コーヒー、紅茶、甘味飲料、コーディアル飲料、香料飲料、アルコール飲料、フレーバーミルク、フルーツジュース、スカッシュ、ソース、およびデザートを含む他の飲料を作る溜めに用いることができる。
【００９３】
図２３から明らかなように、カートリッジ１００の全体的形状は、ほぼ円形状または円板状であり、その径はその高さより実質的に大きい。図１９に示すように、主要軸Ｘは、外側部品の中心を貫通するものである。通常、外側部品１０２の全体的な直径は、７４．５ｍｍプラスマイナス６ｍｍであり、全体的な高さは、１６ｍｍプラスマイナス３ｍｍである。組み立てられた後のカートリッジ１００の容量は、通常、３０．２ｍｌプラスマイナス２０％である。
【００９４】
外側部品１０２は、一般に、ボウル（椀）状シェル１１０からなり、湾曲した環状壁部１１３と、閉口上部１１１と、開口底部１１２とを有する。閉口上部１１１から閉口底部１１２に横断する際、環状壁部１１３がフレア開口しているため、外側部品１０２の閉口上部１１１の直径は、閉口底部１１２の直径より小さい。環状壁部１１３および閉口底部１１２は一体となって、内部空間１３４を有する容器を形成する。
【００９５】
中空の内側に延びる円筒状延長部１１８は、主要軸Ｘ上に中央な配置された閉口上部１１１に形成されている。図２０でより明らかに示すように、円筒状延長部１１８は、第１の部分１１９、第２の部分１２０、および第３の部分１２１を含む段差形状を有する。第１の部分１１９は真円の円筒形状を有する。第２の部分１２０は円錐台形状を有し、内側に傾斜している。第３の部分１２１は同様に真円の円筒形状を有し、底面１３１により封鎖されている。第１の部分１１９、第２の部分１２０、および第３の部分１２１の直径は、徐々に小さくなっているため、閉口上部１１１から円筒状延長部１１８の閉口底面１３１に横断するにつれ、円筒状延長部１１８の径が小さくなる。第２のおよび第３の部分１２０，１２１の間にある接続部において、ほぼ水平の肩部１３２が円筒状延長部１１８上に形成される。
【００９６】
外側に延びる肩部１３３は、閉口底部１１２に向かって、外側部品１０２内に形成される。外側に延びる肩部１３３は、環状壁部１１３と同心円を有する第２の壁部１１５を形成し、第２の壁部１１５および環状壁部１１３の間のマニホールド１１６を形成する環状トラックを構成する。マニホールド１１６は、外側部品１０２の周縁部に沿って延びる。一連のスロット１１７が環状壁部１１３であって、マニホールド１１６と同じ高さ位置に設けられ、マニホールド１１６と外側部品１０２の内部空間１３４との間で気体および液体を連通させることができる。図２１に示すように、スロット１１７は、環状壁部１１３の垂直スリットを有する。２０〜４０個のスリットが設けられる。図示された実施形態において、通常、３７個のスロットがマニホールド１１６の周縁部に沿って等間隔で配置されている。スロット１１７は、好適には、１．４ｍｍ〜１．８ｍｍの長さを有する。典型的には、各スロット１１７の長さは、外側部品１０２の全体的な高さの１０％に相当する１．６ｍｍである。各スロット１１７の幅は、０．２５ｍｍ〜０．３５ｍｍである。典型的には、各スロット１１７の幅は０．３ｍｍである。保管時または使用時に、飲料原材料がスロットからマニホールド１１６に流出することを防止するために、スロット１１７の幅は十分に狭いものとなっている。
【００９７】
入口チャンバ１２６が外側部品１０２の周縁部であって、外側部品１０２内に形成されている。図２３に明確に示されているように、外側部品１０２の内部空間１３４内に入口チャンバ１２６を構成し、入口チャンバ１２６を内部空間１３４から分離する円筒状壁部１２７が配設されている。円筒状壁部１２７は、主要軸Ｘに垂直な平面上に形成された閉じた上側表面１２８と、上側部分１０２の底部１２と同一平面上にある開いた下側端部１２９とを有する。図１９に示すように、入口チャンバ２６は、２つのスロット１３０を介してマニホールド１１６と連通する。択一的には、１つないし４つのスロットのスロットを用いて、マニホールド１１６と入口チャンバ１２６との連通を実現する。
【００９８】
外側に延びる肩部１３３の下側端部には、外側に延びるフランジ１３５が設けられ、これは主要軸Ｘに対して垂直に延びている。典型的には、フランジ１３５は２ｍｍ〜４ｍｍの幅を有する。フランジ１３５の一部を拡張させて、ハンドル部１２４を構成し、これを用いて、外側部品１０２を保持するようにしてもよい。ハンドル部１２４は、上方向に延びるリム１２５を有し、把持しやすくすることができる。
【００９９】
外側部品１０２は、高密度のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、またはこれらの材料からなる１つまたは複数のものの積層体である単一の一体成形品で形成される。好適なポリプロピレンは、英国レディッシュ（Redditch, United Kingdom）にあるＤＳＭ  ＵＫ株式会社から市販されているポリマである。外側部品は、不透明、透明、または半透明であってもよい。製造プロセスは、射出成形プロセスであってもよい。
【０１００】
図２５〜図２８に示す内側部品１０３は、環状フレーム１４１と、下方向に延びる円筒状フンネル（漏斗部）１４０とを有する。図２５に示す用に、主要軸Ｘは内側部品１０３の中心を貫通する。
【０１０１】
図２６および図２７に最もよく図示されているように、環状フレーム１４１は、外側リム１５１と、等間隔で配置された半径方向のスポーク１５３により外側リムに接続された内側ハブ１５２とを有する。内側ハブ１５２は、円筒状フンネル１４０から延び、これと一体に形成されている。濾過開口部１５５が、半径方向のスポーク１５３の間の環状フレーム１４１内に形成されている。フィルタ１０４は、濾過開口部１５５をカバーするように環状フレーム１４１上に配置される。好適には、フィルタは、たとえばポリエステル製の非不織布繊維材料などの湿潤強度の高い材料で形成される。紙繊維織布を含むセルロース系材料等の防水性のセルロース系材料を含む他の材料を用いてもよい。紙繊維織布は、ポリプロピレン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、および／またはポリエチレン繊維と混ぜ合わせることができる。これらのプラスティック材料をセルロース系材料に取り込むことにより、セルロース系材料をヒートシール可能なものにすることができる。フィルタ１０４は、このように環状フレーム１４１にシールできるように、熱および／または圧力により活性化される材料を用いて処理または被膜することができる。
【０１０２】
図２５の断面図で示すように、内側ハブ１５２は外側リム１５１より下方に配置され、その結果、環状フレーム１４１は傾斜した下側形状を有する。
【０１０３】
各スポーク１５３の上側表面には直立ウェブ１５４が配設され、直立ウェブは、環状フレーム１４１の上方にある何もない空間を複数の通路１５７に分割するものである。各通路１５７は、両方の再度をウェブ１５４で、下側表面をフィルタ１０４で形成される。通路１５７は、外側リム１５１から、ウェブ１５４の内側先端部により形成される開口部１５６における円筒状のフンネル１４０に向かって下方向に延び、フンネルの内部に延びるものである。
【０１０４】
円筒状フンネル１４０は、内側にある飲料注ぎ口１４３を包囲する内側外側チューブ１４２を有する。外側チューブ１４２は、円筒状フンネル１４０の外側部分を構成する。飲料注ぎ口１４３は、その上端部において、環状フランジ１４７を介して外側チューブ１４２に連結される。飲料注ぎ口１４３は、上側端部において通路１５７の開口部１５６と連通するインレット１４５と、下側端部において準備できた飲料をカップまたは他の容器に注ぐためのアウトレット１４４とを有する。飲料注ぎ口４３は、チューブ１４３の上側端部に隣接して配置される折り曲げ部分１６６を含む段差状の形状を有するものである。
【０１０５】
図２５を参照すると、飲料注ぎ口１４３には、アウトレット１４４から飲料注ぎ口１４３まで上方に延びる隔壁１６５が設けられている。隔壁１６５は、飲料が飲料注ぎ口１４３から供給されるとき、飲料の噴出および／またはしぶきの防止を支援するものである。
【０１０６】
リム１６７は、外側チューブ１４２を飲料注ぎ口１４３に接続する環状フランジから直立するように配置されている。リム１６７は、飲料注ぎ口１４３までインレット１４５を包囲し、リム１６７と外側チューブ１４２の上側部分との間に環状チャンネル１６９を形成する。リム１６７は、内側に延びた肩部１６８を有する。図２５および図２５ａに示すように、リム１６７の周縁部に沿った１点において、開口部１７０がスロットの形態として配設され、このスロットはリム１６７の上端部から、肩部１６８の高さレベルより僅かに下方の位置まで延びている。このスロットの幅は、０．６４ｍｍである。
【０１０７】
図２８および図２８ａに示すように、開口部１７０に対して周方向に位置合わせされた環状フランジ１４７に、空気取り込み口１７１が設けられている。フランジ１４７の下方にあって外側チューブ１４２と飲料注ぎ口１４３との間にある空間と、フランジ１４７の上方の１点とを連通させるために、空気取り込み口１７１は、フランジ１４７を貫通する開口部を有する。好適には、図示のように、空気取り込み口１７１は、上側円錐台部１７３と、下側円筒部１７２とを有する。空気取り込み口１７１は、典型的には、ピンなどの成型ツールを用いて形成される。空気取り込み口１７１が傾斜した形状を有するので、成型ツールを成型品からより容易に離型することができる。空気取り込み口１７１に隣接する外側チューブ１４２の壁部は、空気取り込み口１７１から飲料注ぎ口１４３のインレット１４５まで延びるシュート（落とし樋）を構成するように成形されている。図２８ａに示すように、傾斜した肩部１７４が空気取り込み口１７１とシュートとの間に形成され、スロット１７０から噴出する飲料ジェットが空気取り込み口１７１の直近にあるフランジ１４７の上側表面上を直ちに汚すことのないようにしている。
【０１０８】
内側部品１０３は、ポリプロピレンまたは同様の上記材料を用いて、外側部品１０２と同様に射出成形により、形成された単一の一体成形部品として形成することができる。
【０１０９】
択一的には、内側部品１０３および／または外側部品１０２は、生分解性ポリマを用いて形成してもよい。適当な材料の具体例として、分解性ポリエチレン（たとえば英国のボアハムウッド（Borehamwood）にあるSymphony Environmentalから供給されるＳＰＩＴＥＫ）、生分解性ポリエステルアミド（米国ミネソタ州にあるCargilから供給されるＰＬＡ）、デンプンをベースとしたポリマ、セルロース誘導体、およびポリペプチドがある。
【０１１０】
ラミネート１０５は、２つの層で構成されており、第１の層はアルミニウムからなり、第２の層は無延伸ポリプロピレンからなる。アルミニウム層の厚みは０．０２ｍｍ〜０．０７ｍｍである。無延伸ポリプロピレン層の厚みは０．０２５ｍｍ〜０．０６５ｍｍである。１つの実施形態では、アルミニウム層の厚みは０．０６ｍｍで、ポリプロピレン層の厚みは０．０２５ｍｍである。このラミネート１０５は、組み立て時に丸まる（カーリング）することに対して高い抵抗力を有するので、とりわけ有利である。その結果、ラミネート１０５は、適正な大きさおよび形状に予め裁断し、歪ませることなく、製造ライン上の組み立てステーションに搬送することができる。したがって、ラミネート１０８は、とりわけ溶接するのに適している。ＰＥＴ／アルミニウム／ＰＰ、ＰＥ／ＥＶＯＨ／ＰＰ、ＰＥＴ／金属化物／ＰＰ、アルミニウム／ＰＰのラミネートを含む他のラミネート材料を用いることができる。ダイカット式のラミネートストックの代わりに、ロール式ラミネートストックを用いることもできる。
【０１１１】
可撓性ラミネートの代わりに、剛体または半剛体の蓋を用いて、カートリッジ１００を閉じるようにしてもよい。
【０１１２】
カートリッジ１００の組み立ては、次のステップを有する。
ａ）内側部品１０３を外側部品１０２内に挿入し、
ｂ）フィルタが円筒状フンネル１４０の上方に受容され、環状フレーム１４１に載置されるように、フィルタ１０４を裁断し、内側部品１０３の上に設置し、
ｃ）内側部品１０３、外側部品１０２、およびフィルタ１０４を、超音波溶接により接合し、
ｄ）１つまたはそれ以上の飲料原材料でカートリッジ１００に充填し、
ｅ）ラミネート１０５を外側部品１０２に取り付ける。
【０１１３】
これらのステップについて、より詳細に以下説明する。
外側部品１０３は、上方向に延びる開口底部１１２を有する。内側部品１０３は、外側部品１０２内に挿入され、外側リム１５１は、カートリッジ１００の上面１１１における軸方向延長部１１４内に緩やかに適合する。外側部品１０２の円筒状延長部１１８は、同時に、内側部品１０３の円筒状フンネル１４０の上側部分内に受容される。
【０１１４】
円筒状延長部１１８の第３の部分１２１は、支持リム１６７の内側に配設されている。第２の部分１２０と第３の部分１２１の間にある円筒状延長部１１８の肩部１３２は、内側部品１０３の支持リム１６７の上側端部を支持している。接触領域は、内側部品１０３と外側部品１０２との間に形成され、円筒状延長部１１８と支持リム１６７との間に、カートリッジ１００の周縁部のほぼ全体に延びるシール面を有する。ただし、支持リム１６７内のスロット１０７が支持リム１６７を貫通して、肩部１６８より僅かに下方の位置まで延びているので、円筒状延長部１１８と支持リム１６７との間のシール面は液密封止ではない。その結果、円筒状延長部１１８と支持リム１６７との間の接触嵌合により、スロット１７０を開口部に変換し、環状チャンネル１６９と飲料注ぎ口１４３との間において、ガスおよび液体の連通を可能とするものである。開口部は、典型的には、幅が０．６４ｍｍで、長さが０．６９ｍｍである。
【０１１５】
その後、フィルタ材料が環状リムに当接するように、フィルタ１０４を内側部品１０３の上方に設置する。そして超音波溶接プロセスを用いて、フィルタ１０４を内側部品１０３に接合するとともに、同一のプロセスステップで、内側部品１０３を外側部品１０２に接続する。内側部品１０３およびフィルタ１０４は外側リム１５１の周りを溶接される。内側部品１０３および外側部品１０２は、外側リム１５１の周りおよびウェブ１５４の上端部の溶接ラインを介して接続される。
【０１１６】
図２９に最も分かりやすく図示されているように、外側部品１０２および内側部品１０３が一体に接続されて、環状フランジ１４１の下方であって、濾過チャンバを構成する円筒状フンネル１４０の外側に何もない空間を形成する。濾過チャンバ１６０、および環状フレーム１４１の上方にある通路１５７は、フィルタペーパー１０４により分離されている。
【０１１７】
濾過チャンバ１６０は、１つまたはそれ以上の飲料原材料２００を収容する。１つまたはそれ以上の飲料原材料２００は、濾過チャンバ１６０内に装填される。エスプレッソタイプの飲料については、原材料は焙煎して挽いたコーヒーである。濾過チャンバ１３０内の飲料原材料の装填密度は必要に応じて変えることができる。通常、フィルタ処理されたコーヒー製品については、濾過チャンバは、焙煎して挽いた５．０ｇ〜１０．２ｇのコーヒーを、通常５ｍｍ〜１４ｍｍの厚みを有する濾過ベッド内に収容する。任意ではあるが、内部空間１０６は、その内部を自由に移動できる１つまたはそれ以上の球体などの物体を収容して、飲料提供中に、乱流を形成し、または飲料原材料の塊を粉砕することを支援することができる。
【０１１８】
そしてラミネート１０５の周縁部に沿って接合部１６１を形成することにより、外側部品１０２にラミネート１０５を固着し、外側に延びたフランジ１３５の下側表面にラミネート１０５を接続する。接合部１６１は、入口チャンバ１２６の円筒状壁部１２７の下側端部に対してラミネート１０５を封止するように延びている。さらに、接合部１６２は、ラミネート１０５と、円筒状フンネル１４０の外側チューブ１４２の下側端部との間に形成される。ラミネート１０５は、濾過チャンバ１６０の下側端部を形成し、入口チャンバ１２６および円筒状フンネル１４０を封止する。ただし、飲料提供する前においては、ラミネート１０５と飲料注ぎ口４３の下側端部の間に微小な隙間１６３が形成されている。ラミネート１０５の材料特性に依存して、熱接合および超音波接合などのさまざまな接合方法を用いることができる。
【０１１９】
有利なことに、内側部品１０３は、外側部品１０２とラミネート１０５の間に延びるものである。内側部品１０３は、ポリプロピレンなどの比較的に硬い材料で成形されている。そのため内側部品１０３は、カートリッジ１００に圧力が加えられたとき、ラミネート１０５と外側部品１０２とが離間した状態に維持する機能を果たす負荷支持部品を構成する。カートリッジ１００は、使用時には１３０Ｎ〜２８０Ｎの圧力負荷を受けることが好ましい。この圧力は、内部圧力下においてカートリッジが損傷しないように機能し、内部部品１０３と外側部品１０２を互いに押しつけるように作用する。これは、カートリッジ１００を加圧している際、カートリッジ１００内の通路および開口部の内部寸法を一定とし、変化させないようにするものである。
【０１２０】
使用時、加圧された水が、インレット１０７を介して入口チャンバ１２６へ、カートリッジ１００内に入る。ここから、水は、スロット１１７からマニホールド１１６を回ってカートリッジ１の濾過チャンバ１６０に流れる。水は、濾過チャンバ１６０を介して半径方向内側に仕向けられ、その内部に収容された飲料原材料２００と混合される。これと同時に、水は、飲料原材料２００を介して上方向に仕向けられる。水が飲料原材料２００の中を流れることにより形成された飲料が、フィルタ１０４およびフィルタ開口部１５５を通過して、環状フレーム１４１の上方に配置された通路１５７に流れる。
【０１２１】
半径方向の通路１５７に流れる飲料は、ウェブ１５４の間の通路１５７に沿って下方に流れ、開口部１５６を通り、円筒状フンネル１４０の環状チャンネル１６９に流れる。環状チャンネル１６９からの飲料は、飲料を濾過チャンバ１６０および通路１５７の内部に収集する飲料の負圧により、開口部１２８へ仕向けられる。こうして飲料は、開口部にジェットとして、飲料注ぎ口１４３の上端部により形成される拡張チャンバ内に流れるように仕向けられる。図２９に示すように、飲料のジェットは、空気入口１７１の上方に直接的に流れる。飲料を開口部の狭窄部を通過させることにより、作られる飲料に圧力を加えることができる。飲料が飲料注ぎ口１４３に入るとき、飲料の圧力は依然として比較的に低い。このため空気が空気入口１７１を介して吸引されるとき、多数の微小な気泡の形態として飲料の流れの中に空気が取り込まれる。開口部から噴出する飲料ジェットは、下方の出口１４へと集められ、飲料は開口部からカップなどの容器に供給され、このとき気泡が所望のクレマとして形成される。すなわち、開口部およびインレット１７１は一体として、空気を飲料に取り込むエダクタ（液体気体混合装置）を構成するものである。圧力損失を低減するために、飲料は、できるだけ滑らかにエダクタ内を流れるようにする必要がある。ただし、高圧状態においては、この空気の取り込み機構は作動させない。
【０１２２】
スポーク１５３およびリム１５１の接合部の上方にあるフィルタ１０４は、外側部品に対して封止されているので、短絡することはなく、すべての飲料は確実にフィルタ１０４を通過させることができる。
【０１２３】
図３０は、本発明に係る飲料調整マシン１０に用いられる、第２の実施形態による飲料カートリッジ１００を示すものである。第１および第２の実施形態に係る同様の構成部品は、同様の符号を用いて参照する。第２の実施形態に係るカートリッジ１００の数多くの構成部品および機能が第１の実施形態のものと同一である。ただし図３０から明らかなように、図２９に示すカートリッジ１００と比較すると、カートリッジ１００が全体的に高くなっている。外側部品１０２の背丈が高いので、より大容量の空間を形成することができ、その内部に、より多量の飲料原材料２００を収容することができる。したがって、第２の実施形態に係るカートリッジ１００は、より多量の飲料を提供するのに適している。外側部品１０２およびカートリッジ１００の直径は、第１の実施形態のものと同一である。典型的には、組み立てられたカートリッジ１００の保管容量は、５０ｍｌ〜５８ｍｌのプラスマイナス２０％である。第１の実施形態と同様、外側部品１０２は、底部に把持表面１１８を含む凹部を有する。本発明によれば、表面１１８ａとラミネート１０５の下側表面の間の間隔Ｄは、第１の実施形態の場合と同じである。このため、長く延びた凹部は、ラミネート１０５に向かう距離の約６０％で延びる。有利なことであるが、これにより、以下に説明するように、用いられるクランプ構成を簡略化することができる。
【０１２４】
同様に、第２の実施形態に係るカートリッジ１００は、エダクタ式の空気インレット１７１を有さない。
【０１２５】
第１および第２の実施形態による上記カートリッジ１は、エダクタ式または非エダクタ式のカートリッジの具体例として提供され、上記の改良された飲料提供装置とともに用いることができる。
【符号の説明】
【０１２６】
１０…飲料調整マシン
１００…カートリッジ（飲料原材料の包装容器）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図７ａ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２５ａ】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２８ａ】
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【図２９】
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【図３０】
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